一、 紅外通信原理

紅外遙控有發(fā)送和接收兩個(gè)組成部分。發(fā)送端采用單片機(jī)將待發(fā)送的二進(jìn)制信號編碼調(diào)制為一系列的脈沖串信號，通過紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號。紅外接收完成對紅外信號的接收、放大、檢波、整形，并解調(diào)出遙控編碼脈沖。為了減少干擾，采用的是價(jià)格便宜性能可靠的一體化紅外接收頭(HS0038， 它接收紅外信號頻率為38kHz，周期約26μs) 接收紅外信號，它同時(shí)對信號進(jìn)行放大、檢波、整形得到TTL 電平的編碼信號，再送給單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)解碼并執(zhí)行去控制相關(guān)對象。如圖1 所示：

圖 1

紅外發(fā)送部分由51單片機(jī)、鍵盤、紅外發(fā)光二極管和7段數(shù)碼管組成。鍵盤用于輸入指令，51單片機(jī)檢測鍵盤上按鍵的狀態(tài)，并對紅外信號進(jìn)行調(diào)制，發(fā)光二極管產(chǎn)生紅外線，數(shù)碼管用來顯示發(fā)送的鍵值。圖2紅外發(fā)射電路

圖 2 紅外發(fā)射電路 圖 3 紅外接收電路

紅外接收部分由51單片機(jī)、一體化紅外接收頭HS0038和7段數(shù)碼管組成。51單片機(jī)檢測HS0038，并對HS0038接收到的數(shù)據(jù)解碼，通過數(shù)碼管顯示接收到的鍵值。

二、 編碼、解碼

(1) 二進(jìn)制信號的調(diào)制

二進(jìn)制信號的調(diào)制由單片機(jī)來完成，它把編碼后的二進(jìn)制信號調(diào)制成頻率為38kHz 的間斷脈沖串，相當(dāng)于用二進(jìn)制信號的編碼乘以頻率為38kHz 的脈沖信號得到的間斷脈沖串，即是調(diào)制后用于紅外發(fā)射二極管發(fā)送的信號如圖4 二進(jìn)制碼的調(diào)制所示。

圖4 二進(jìn)制碼的調(diào)制

(2) 紅外接收需先進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)的過程是通過紅外接收管進(jìn)行接收的。其基本工作過程為：當(dāng)接收到調(diào)制信號時(shí)，輸出高電平，否則輸出為低電平，是調(diào)制的逆過程(圖5 解調(diào))。HS0038是一體化集成的紅外接收器件，直接就可以輸出解調(diào)后的高低電平信號;紅外接收器HS0038的應(yīng)用電路(圖6)。

圖6 HS0038的應(yīng)用電路

(3)紅外遙控發(fā)射芯片采用 PPM 編碼方式 , 當(dāng)發(fā)射器按鍵按下后 , 將發(fā)射一組 108ms 的編碼脈沖。遙控編碼脈沖由前導(dǎo)碼、16位地址碼(8 位地址碼、 8 位地址碼的反碼)和16位操作碼(8 位操作碼、 8 位操作碼的反碼)組成。通過對用戶碼的檢驗(yàn)，每個(gè)遙控器只能控制一個(gè)設(shè)備動作，這樣可以有效地防止多個(gè)設(shè)備之間的干擾。編碼后面還要有編碼的反碼，用來檢驗(yàn)編碼接收的正確性，防止誤操作，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。前導(dǎo)碼是一個(gè)遙控碼的起始部分，由一個(gè) 9ms 的高電平 ( 起始碼 ) 和一個(gè) 4. 5ms 的低電平 ( 結(jié)果碼 ) 組成，作為接受數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備脈沖。以脈寬為 0. 56ms 、周期為 1. 12ms 的組合表示二進(jìn)制的 “0” ;以脈寬為 1. 68ms 、周期為 2. 24ms 的組合表示二進(jìn)制的 “1” 。

圖9 發(fā)送一組完整的編碼脈沖

(4)單片機(jī)采用外部中斷 INT0 管腳和紅外接收頭的信號線相連，中斷方式為邊沿觸發(fā)方式。計(jì)算中斷的間隔時(shí)間，來區(qū)分前導(dǎo)碼、二進(jìn)制的 “1” 、 “0” 碼。并將 8 位操作碼提取出來在數(shù)碼管上顯示。紅外接收頭輸出的原始遙控?cái)?shù)據(jù)信號，正好和發(fā)射端倒向。也就是以前發(fā)射端原始信號是高電平，那接收頭輸出的就是低電平，反之。

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